[发明专利]U形无缝不锈钢管的加工工艺及不锈钢管

说明书

一种U形无缝不锈钢管的加工工艺及不锈钢管，该由圆钢管坯原料经斜轧热穿孔、多道次冷轧热处理，最后经成品大变形量冷轧、无芯冷弯加工成形。同时重点控制成品减径量和减壁量关系，引入Q值概念，确保Q值在0.8~1.5之间，优化匹配工模具曲线设计方案，确保表面质量优异，且内表面粗糙度可达到0.5μm以下。该U形无缝不锈钢管各处的横截面积呈封闭的圆环或近似圆环状，整支钢管外形呈U形或近似U形，其中壁厚在0.5mm至2.5mm之间，管外径在10.1mm至25.4mm之间，所述U形管展开后的长度最长可达50m。该加工工艺生产效率高，成品规格调整灵活，可制成的表面粗糙度≤0.5μm,表面无氧化色和渗氮层从而耐腐蚀性能优异，U形管尺寸精度高的U形无缝不锈钢管产品。

技术领域

本发明属于钢管加工技术领域，特别是涉及一种主要用于火电、石油、化工、核电行业的换热设备的U形无缝不锈钢管的加工工艺及不锈钢管。

背景技术

随着现代工业发展，U形无缝不锈钢管已广泛应用于火电、石油、化工、核电等行业的换热设备中，目前已有的工艺技术是一般是通过冷拔、冷轧等加工方式从原料管坯加工至成品直管规格，采用氨分解后氮气与氢气的混合气体进行气氛保护热处理，然后利用弯管模具进行U形管弯制，再进行无保护气氛下的弯管部分消应力热处理，最后对弯头部位进行酸洗钝化处理或不处理。该加工工艺过程单一，道次变形量小，生产效率低；现有轧机上料长度受限(通常为12米以内)，常规冷轧变形量40％～60％，在该变形量下，对应最多2.5倍的延伸率，只能实现最长30米左右的成品，无缝不锈钢管内表面粗糙度一般只能达到0.8～1.6μm水平，难以进一步减小粗糙度值；氢气和氮气混合气氛保护下热处理后的不锈钢表面有渗氮风险，降低了抗腐蚀性能；现有工艺弯管模具为不锈钢或胶木材质，不锈钢模具强度高，但是易在钢管表面留下划痕，不利用表面质量控制，且内侧轮廓度较差，易起皱，胶木模具韧性差，但受力易开裂，不利用长期弯管使用；U形无缝不锈钢管成形后，U形部分椭圆度较大，垂直于U形管平面方向的外径增大，平行于U形管平面方向的外径减小，通常椭圆度控制水平在5％～7％，不能满足高精度弯管尺寸要求；现有工艺下，弯管时，U形部分在椭圆度增大的同时，壁厚减薄量增加，在弯管后，U形管形成薄弱区域，易出现破损和堵管；无保护气氛下的弯管消应力热处理后弯管表面氧化严重，如不处理将影响U形管的抗腐蚀能力，酸洗钝化处理后表面粗糙度较差且有过酸风险。

因此，如何提供一种具有生产效率高、变形量大、可制成表面粗糙度≤0.5μm、成品直管展开长度超过30m、耐腐蚀性能优异、U形管尺寸精度高的U形无缝不锈钢管产品及其加工工艺是本发明中创作者的研创动机所在。

发明内容

本发明目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种生产效率高、表面质量优异、耐腐蚀性能优异、高精度的U形无缝不锈钢管的加工工艺及不锈钢管。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：

U形无缝不锈钢管的加工工艺，其特征在于包括以下步骤：

1)将直径60-80mm的圆钢管坯经斜轧热穿孔成外径60-85mm，壁厚5-9mm的荒管；

2)通过冷轧设备将步骤1)中荒管开坯冷轧成管外径46-60mm，壁厚4.1-5.5mm的中间品管；轧制变形量为40％-80％；

3)通过冷轧设备将步骤2)中的中间品管冷轧成管外径20-40mm，壁厚1-3mm的半成品管；轧制变形量为40％-80％；

4)通过高速冷轧设备将步骤3)中的半成品管经75％-80％大变形量冷轧成形至管外径10.1-25.4mm，壁厚0.5-2.5mm，长度30-50m的成品直管；冷轧过程中Q值保持0.8-1.5；Q值为在该Q值范围内，经大变形冷轧后，不仅表面质量优异，且内表面粗糙度可达到0.5μm以下。内壁粗糙度和Q值的关系可以用图3表示。

5)利对步骤4)中的成品直管进行酸洗脱脂，水洗，再将内表面擦拭清洁；